Семен Резник - Эта короткая жизнь. Николай Вавилов и его время

Между тем вопросы наследственности все больше волновали ученых.

«Гению Дарвина в особенности обязаны мы точной формулировкой генетических вопросов, общим подъемом интереса к этой области и громадным материалом по наследственности и изменчивости, сведенным в его работах», – подчеркивал Николай Вавилов в своей Актовой речи.

Как мы знаем из дневниковых записей Николая Вавилова, он считал открытия Дарвина столь же важными для биологии, как открытия Ньютона для физики. Теория Дарвина не только объясняла механизмы эволюции органического мира, но ставила на очередь новые проблемы. Хотя поначалу было не до новых проблем. Теория естественного отбора посягала на незыблемость сложившейся картины мира, с чем многие не хотели мириться. Больше двух десятилетий ушло на то, чтобы отстоять эволюционное учение в борьбе с ее отрицателями.

В пылу этой борьбы и прошла незамеченной статейка провинциального монаха, вздумавшего к тому же изъясняться на языке математических формул.

Шли годы, и вместе с ними шел вперед основной фронт биологической науки.

Стало общепризнанным, что эволюция живого мира – это факт и что в основе эволюции лежат три фактора: наследственность, изменчивость и отбор.

Причины отбора вскрыл Дарвин: перенаселенность и борьба за существование в животном и растительном царстве.

Но чем определяется наследственность и изменчивость?

Насколько наследственность консервативна, в какой степени изменчивость распространена, какие механизмы приводят их в действие?

Расшифровать механизм изменчивости и эволюции еще в начале XIX века пытался французский натуралист Жан-Батист Ламарк.

Всем известно, что от усиленного употребления какого-либо органа у животных этот орган развивается; если же он длительное время не работает, то постепенно атрофируется. Ламарк постулировал, что такие изменения передаются по наследству и продолжают усиливаться в последующих поколениях. Так происходит эволюция живой природы.

Дарвин считал, что наследственная изменчивость не имеет определенной направленности и не приспосабливает организмы к меняющимся условиям существования. Только отбор, уничтожая нежизнеспособные формы и сохраняя наиболее приспособленные, обеспечивает прогрессивную эволюцию.

Каковы механизмы наследственной изменчивости? Этого Дарвин не знал, и позднее стал склоняться к идеям Ламарка.

Он даже упрекал себя в том, что недостаточно учитывал прямое приспособление организмов к условиям среды.

Дарвин не замечал, что противоречит себе!

Ведь если согласиться, что условия существования, среда, направленноизменяют наследственную природу организмов и делают их все более приспособленными, то из эволюционного учения исчезает самое главное – отбор\ Какие же организмы отбирать , если они передают по наследству свои приспособления к внешним условиям?

Немецкий зоолог, профессор кафедры дарвинизма Фрейбургского университета Август Вейсман воинственно и талантливо пропагандировал эволюционное учение. Когда борьба за дарвинизм увенчалась победой, он почувствовал, что наступила пора дальнейшего развития теории эволюции. Для проникновения в механизмы наследственности и изменчивости требовалось поставить опыты.

Вейсман стал рубить хвосты мышам.

Отрубленные хвосты он тщательно измерял и результаты заносил в журнал. Затем он скрещивал бесхвостых мышей, рубил их детенышам хвосты, измерял, записывал, опять скрещивал… Он изрубил хвосты двадцати двум поколениям мышей. Изувеченных животных было 1592. Во всех поколениях длина хвоста колебалась между 10,5 и 12 миллиметрами. Ни одного случая, когда цифры вышли бы за эти пределы! Ни в первом, ни в двадцать втором поколении. Приобретенный признак (бесхвостость) НЕ передавался по наследству.

Вейсман выдвинул теорию, по которой в организме мыши, как и любого животного или растения, по существу, скрыт еще один организм, то есть план для его построения. Этот «внутренний» организм, генотип , как его назвали впоследствии, не меняется оттого, что изменились условия жизни. Меняется только фенотип. Мы можем отрубить мыши хвост или ухо, говорил Вейсман, можем, регулируя кормление, сделать ее более или менее толстой, но этим мы не изменим ее наследственной природы. Мышь будет давать такое же потомство, как ее сородичи, находящиеся в других условиях.

Вейсман развил идею о наследственном веществе , в котором сосредоточены задатки наследственных признаков.

Он предсказал, что наследственное вещество должно быть сосредоточено в хромосомах клеточного ядра.

Однако идеи Вейсмана, как и некоторых других видных ученых конца XIX века – Страсбургера, Гертвига, де Фриза – не выходили за рамки более или менее правдоподобных гипотез. К.А.Тимирязев в 1900 году охарактеризовал их иронически, цитируя шекспировского Гамлета:

– Слова, слова, слова!..

Именно этой фразой, со ссылкой на Тимирязева, Николай Вавилов оценил в Актовой речи умозрительные концепции, предшествовавшие переоткрытию законов Менделя. Однако Вавилов подчеркивал, что эти «слова» подготовили почву для второго пришествия этих законов.

В 1900 году три ученых, Гуго де Фриз, Карл Корренс и Эрих Чермак, почти одновременно и независимо друг от друга пришли к результатам, полученным ранее Менделем, и тут же обнаружили его работу. «За короткий промежуток времени, – подчеркнул Вавилов в Актовой речи, – изменился резко и общий характер работы в генетических исследованиях. На место философского умозрительного направления, еще недавно царившего здесь, преобладающими становятся опыт и точное наблюдение».

В науке началась новая эра.

Между тем селекционеры продолжали действовать по старинке. Даже самый простой метод селекции – искусственный отбор – научно не был проработан. В одних случаях отбор приводил к появлению ценного сорта, в других случаях отбор ежегодно повторяли, а улучшения сортов не было.

Переоткрытие законов Менделя позволило понять, в чем тут дело. Как показал датчанин Вильгельм Иогансен, отбором можно выводить сорта из популяций , то есть смеси сортов и их гибридов. Отобрав из популяции нерасщепляющееся растение с нужными земледельцу свойствами и размножив его, селекционер получает новый сорт, чистую линию. Дальнейший отбор в пределах чистой линии к улучшению сорта не приведет. К примеру, семена могут быть более или менее крупными из-за неодинаковых условий в пределах поля, а не из-за наследственной природы растений. Отбирать из них более крупные для дальнейшего размножения бесполезно: сорт более урожайным не станет.